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Clásicamente el destino del
universo estaba en función únicamente de la densidad de
materia que contuviera. Si ésta es mayor que una cierta
densidad crítica
el universo dejará de expandirse y empezará a
contraerse en algún momento. Si la densidad es menor o igual
que la crítica el universo se expandirá para siempre.
Según las medidas
de las que se dispone en la actualidad la densidad de materia
parece ser bastante menor que la densidad crítica.
Pero hay un problema añadido. Las observaciones
recientes parecen indicar además la existencia de una
constante cosmológica. En este caso
la respuesta no es tan directa, y deja de existir una relación
sencilla entre geometría del
universo y destino último. Un universo con geometría
espacial plana con una constante cosmológica diferente de
cero, como parece ser el caso, puede expandirse para siempre o
terminar en un fase de contracción en el lejano futuro y en un
Big Crunch (Gran implosión). De hecho la situación es
tan grave que Michel S. Turner y Lawrence M. Krauss (1999
J. Gen. Rel. Grav. 31, 1453) han mostrado que no existe
grupo de observaciones, por muy precisas que éstas sean, que
nos permitan decidir el destino futuro del universo con total
seguridad.
El mejor valor del parámetro de densidad —definido como la fracción de la densidad total de materia y energía respecto al valor crítico de la densidad que crea un universo espacialmente euclídeo — está entre 1.001 y 1.19 según las observaciones disponibles.
En un universo de topología —geometría global— trivial sin constante cosmológica, este dato favorecería a un universo cerrado que colapsaría en un tiempo
t = p H0-1W0 (W0-1)-3/2 – t0
siendo H0 la constante de Hubble, W0 el parámetro de densidad medido en la actualidad y t0 el tiempo de expansión transcurrido hasta la fecha. Para W0 = 1.01, H0 ~ 70 km/s/Mpc y teniendo en cuenta que t0~1010 años, obtenemos un tiempo mínimo hasta el Big Crunch del orden de 1013 años.
Sin embargo, la existencia de una constante cosmológica cambia bastante las cosas. En principio las observaciones son compatibles con un universo de geometría espacial euclídea (W0 = 1) y en eterna expansión acelerada. Pero la constante cosmológica —de cuyo origen poco o nada se comprende— podría corresponder a un estado de vacío de un campo escalar desconocido que podría decaer a un estado menos energético y revelar la existencia de una constante cosmológica negativa que haría finalmente colapsar el universo. Algunos modelos sencillos ponen un límite inferior ~1010-1011 años. El destino del universo queda así básicamente indeterminado debido a nuestro desconocimiento actual
Ver dinámica de la expansión para detalles.
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